JP2583398B2 - Ultrasonic welding equipment - Google Patents
Ultrasonic welding equipmentInfo
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- JP2583398B2 JP2583398B2 JP6154707A JP15470794A JP2583398B2 JP 2583398 B2 JP2583398 B2 JP 2583398B2 JP 6154707 A JP6154707 A JP 6154707A JP 15470794 A JP15470794 A JP 15470794A JP 2583398 B2 JP2583398 B2 JP 2583398B2
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- Pressure Welding/Diffusion-Bonding (AREA)
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、被接合部材としての
例えば金属と金属とを超音波振動で接合するようにした
超音波接合装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ultrasonic bonding apparatus for bonding, for example, a metal as a member to be bonded by ultrasonic vibration.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、被接合部材としての例えば金属と
金属とを超音波振動で接合する超音波接合装置として
は、例えば特公昭54−23349公報などでよく知ら
れている。上記公報による超音波接合装置は超音波の予
め定めた周波数において少なくとも1波長の長さを有し
共振時に縦方向運動の3つの波腹領域を提供する細長い
共振器を設け、この共振器の波腹領域の1つに加工部材
と係合する加工部材係合チップを設けている。そして前
記共振器における波腹領域の他の2つの各々は1対の支
持部材を介して支持体に接続されている。2. Description of the Related Art Conventionally, an ultrasonic bonding apparatus for bonding metal as a member to be bonded, for example, with metal by ultrasonic vibration is well known, for example, from Japanese Patent Publication No. 54-23349. The ultrasonic bonding apparatus according to the above publication comprises an elongated resonator having a length of at least one wavelength at a predetermined frequency of ultrasonic waves and providing three antinode regions of longitudinal movement at resonance, A processing member engaging tip that engages with the processing member is provided in one of the belly regions. Each of the other two antinode regions in the resonator is connected to a support via a pair of support members.
【0003】このように支持体に1対の支持部材を介し
て接続された共振器において加工部材を押圧して前記加
工部材係合用チップに接触させて超音波振動方向にほぼ
直角な加圧力を与えることにより被接合部材を接合せし
めている。[0003] In the resonator connected to the supporting member via the pair of supporting members, the processing member is pressed to come into contact with the processing member engaging tip to apply a pressing force substantially perpendicular to the ultrasonic vibration direction. The members to be joined are joined by giving.
【0004】また、前記共振器に超音波振動を与える超
音波発振器では図6に示されているような2段階発振ス
タートで振幅を与えるようにしている。In an ultrasonic oscillator for applying ultrasonic vibration to the resonator, an amplitude is applied at a two-stage oscillation start as shown in FIG.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来の超音波接合装置では、共振器が共振器の2つの波腹
領域すなわち最大振動振幅点で1対の例えば金属薄板な
どからなる支持部材に支持されているから、接合時にお
ける超音波のエネルギーロスが大きく、また接合のバラ
ツキが大きく、延いては不良品の発生が多くなって装置
自体の信頼性が劣るという問題があった。By the way, in the conventional ultrasonic bonding apparatus described above, the resonator is mounted on a pair of support members made of a pair of metal sheets at the two antinode regions of the resonator, that is, at the point of maximum vibration amplitude. Since it is supported, there is a problem that the energy loss of the ultrasonic wave at the time of joining is large, the variation of the joining is large, and the number of defective products is increased, and the reliability of the device itself is deteriorated.
【0006】また、従来の超音波発振器では2段階発振
スタートにより共振器に振幅を与えているため、図7に
示されているようにスターティングストレスはランニン
グストレスの300〜500%のストレスがかかってし
まい、小さな負荷や小出力の場合には対応できるがそれ
以外には対応できないという問題があった。Further, in the conventional ultrasonic oscillator, the amplitude is given to the resonator by the two-stage oscillation start, so that the starting stress is 300 to 500% of the running stress as shown in FIG. Thus, there is a problem that it can cope with a small load or a small output, but cannot cope with other cases.
【0007】この発明の目的は、接合時における超音波
のエネルギーロスを低減せしめ、また装置自体の信頼性
を向上せしめると共に接合の利用範囲を広げるようにし
た超音波接合装置を提供することにある。An object of the present invention is to provide an ultrasonic bonding apparatus that reduces the energy loss of ultrasonic waves during bonding, improves the reliability of the apparatus itself, and widens the range of use of bonding. .
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
にこの発明の超音波接合装置は、超音波の予め定めた少
なくとも周波数の1波長の長さを有し、前記周波数にお
ける共振時に、少なくとも両端及び中央に、長手方向へ
3つの最大振動振幅点を有する超音波ホーン(27)
と、この超音波ホーン(27)の中央の最大振動振幅点
に超音波ホーン(27)の外側に突出し被接合部材(W
1 ,W2 )と係合する係合用チップ(31)と、前記超
音波ホーン(27)の両端の最大振動振幅点に同軸上に
連結され、超音波の周波数の半波長の長さを有し、その
両端に最大振動振幅点を、中央にノーダルポイントを有
するブースタ(25,29)と、これらのブースタ(2
5,29)の一方(25)に同軸上に連結された超音波
振動子(23)と、前記各ブースタ(25,29)にお
けるノーダルポイントを機械的なクランプ手段でクラン
プした支持部材(19R,19L)と、これらの支持部
材(19R,19L)と前記被接合部材(W1 ,W2 )
を載置した受台(5)とを相対的に移動せしめて被接合
部材(W1 ,W2 )に前記係合用チップ(31)を加圧
せしめる加圧手段と、を備えていることを特徴とするも
のである。In order to achieve the above object, an ultrasonic bonding apparatus according to the present invention has a length of at least one wavelength of a predetermined frequency of an ultrasonic wave, and at least at the time of resonance at the frequency. Ultrasonic horn (27) having three points of maximum vibration amplitude in the longitudinal direction at both ends and the center
At the maximum vibration amplitude point at the center of the ultrasonic horn (27), protruding outside the ultrasonic horn (27),
1 , W 2 ) and coaxially connected to the maximum vibration amplitude points at both ends of the ultrasonic horn (27), and have a length of a half wavelength of the ultrasonic frequency. A booster (25, 29) having a maximum vibration amplitude point at both ends thereof and a nodal point at the center thereof;
An ultrasonic vibrator (23) coaxially connected to one (25) of one of the boosters (25, 29), and a supporting member (19R) in which a nodal point in each of the boosters (25, 29) is clamped by mechanical clamping means. , 19L) and, these support members (19R, 19L) and the bonded members (W 1, W 2)
A cradle (5) to be joined member and caused to relatively move (W 1, W 2) occupies applying pressure to said engaging tip (31) to the pressurizing means for mounting the, in that it comprises It is a feature.
【0009】前記超音波接合装置(1)において、リニ
ア・ランプ・バリアブル・ソフト・スタートさせること
のできる超音波発振器(22)が前記超音波振動子(2
3)に接続されていること、前記機械的なクランプ手段
は、各ブースタ(25,29)におけるノーダルポイン
トを中心にある巾で一体的に形成された各凸部(25
F,29F)を、直接前記支持部材(19R,19L)
に締付部材(37R,37L)で締付けて強靭にクラン
プすべく構成されていること、また、前記受台(5)を
固定し、前記加圧手段が前記支持部材(19R,19
L)を移動して被接合部材(W1 ,W2 )に係合用チッ
プ(31)を加圧せしめる加圧シリンダ(7)で構成さ
れていることが望ましいものである。In the ultrasonic bonding apparatus (1), an ultrasonic oscillator (22) capable of performing a linear ramp variable soft start is provided by the ultrasonic vibrator (2).
3), wherein the mechanical clamping means comprises a projection (25) integrally formed with a width centered on the nodal point of each booster (25, 29).
F, 29F) directly to the support member (19R, 19L)
And the clamping member (37R, 37L) is adapted to be strongly clamped, and the pedestal (5) is fixed.
Move the L) is intended, it is desirable that consists of bonded members (W 1, W 2) occupies applying pressure engagement tip (31) to the pressing cylinder (7).
【0010】[0010]
【作用】以上のような超音波接合装置(1)とすること
により、受台(5)上に例えば金属と金属とからなる被
接合部材(W1 ,W2 )を載置する。そして超音波発振
器(22)より供給される超音波の電気信号が超音波振
動子(23)で機械振動に変換される。その機械振動が
ブースタ(25)を通じて超音波ホーン(27)および
もう一方のブースタ(29)に伝達されてブースタ(2
5,29)並びに超音波ホーン(27)が水平方向へ振
動される。With [action] above-described ultrasonic bonding apparatus (1), placing the workpieces (W 1, W 2) consisting of, for example, metal and metal on the cradle (5). Then, the ultrasonic electric signal supplied from the ultrasonic oscillator (22) is converted into mechanical vibration by the ultrasonic vibrator (23). The mechanical vibration is transmitted to the ultrasonic horn (27) and the other booster (29) through the booster (25), and is transmitted to the booster (2).
5, 29) and the ultrasonic horn (27) are vibrated in the horizontal direction.
【0011】ブースタ(25,29)が支持された支持
部材(19R,19L)を例えば加圧手段で振動方向と
直交した方向へ移動せしめて超音波ホーン(27)に配
置された係合用チップ(31)を被接合部材(W1 ,W
2 )に接触せしめると共に加圧を与えながら加振して超
音波接合が行われる。このとき、各ブースタ(25,2
9)におけるノーダルポイントで支持部材(19R,1
9L)に機械的に強固に連結されているから、接合時に
被接合材(W1 ,W2 )と超音波ホーン(27)の付着
が従来よりも極力抑えられるから、超音波ホーン(2
7)の寿命が伸び、その上超音波のエネルギーロスが低
減し、装置自体の信頼性が向上することに伴い接合の利
用範囲が広がる。The support members (19R, 19L) on which the boosters (25, 29) are supported are moved in a direction orthogonal to the vibration direction by, for example, a pressurizing means, so that the engaging tips (27) are arranged on the ultrasonic horn (27). 31) to the members to be joined (W 1 , W
Ultrasonic bonding is performed by contacting with 2 ) and applying vibration while applying pressure. At this time, each booster (25, 2
9) The supporting member (19R, 1) at the nodal point
9L), the adherence of the material to be welded (W 1 , W 2 ) and the ultrasonic horn (27) can be suppressed as much as possible at the time of joining, so that the ultrasonic horn (2
7) The service life is extended, the energy loss of ultrasonic waves is reduced, and the reliability of the device itself is improved, so that the range of use of bonding is expanded.
【0012】[0012]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基いて詳細
に説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【0013】図1を参照するに、超音波接合装置1は例
えば箱形状の本体フレーム3を備えており、この本体フ
レーム3は下部フレーム3D、サイドフレーム3R,3
Lおよび上部フレーム3Uとで構成されている。前記下
部フレーム3D上には被接合部材W1 ,W2 を載置する
受台5が設けられている。Referring to FIG. 1, the ultrasonic bonding apparatus 1 includes, for example, a box-shaped main body frame 3, and the main body frame 3 includes a lower frame 3D and side frames 3R, 3R.
L and the upper frame 3U. A receiving table 5 on which the members W 1 and W 2 are placed is provided on the lower frame 3D.
【0014】前記上部フレーム3Uの下部には加圧手段
としての例えば加圧シリンダ7を内蔵したシリンダベー
ス9が取付けられている。前記加圧シリンダ7に装着さ
れたピストンロッド11の先端には複数のねじ13で門
型形状の支持フレーム15が固定されている。At the lower part of the upper frame 3U, a cylinder base 9 having, for example, a pressure cylinder 7 as a pressure means is mounted. A gate-shaped support frame 15 is fixed to a tip of a piston rod 11 mounted on the pressurizing cylinder 7 with a plurality of screws 13.
【0015】この支持フレーム15の下部には支持体1
7が一体化されていると共に、この支持体17の下部に
は支持部材19R,19Lが一体化されている。前記シ
リンダベース9の下面と前記支持体17の上面には弾機
としての例えば複数の引っ張りバネ21が取付けられて
いる。前記サイドフレーム3R,3Lの下部には穴又は
切欠き3Hが形成されている。A support 1 is provided below the support frame 15.
7 are integrated, and support members 19R and 19L are integrated below the support 17. On the lower surface of the cylinder base 9 and the upper surface of the support 17, for example, a plurality of tension springs 21 as an elastic machine are attached. Holes or notches 3H are formed in lower portions of the side frames 3R and 3L.
【0016】超音波発振器22には超音波振動子23が
接続されており、この超音波振動子23には、図2,図
3によく示されているようにブースタ25が連結されて
いると共にこのブースタ25には超音波ホーン27が連
結され、さらにこの超音波ホーン27には別のブースタ
29が連結されている。また、前記超音波ホーン27の
下部には被接合部材W2 に係合する係合用チップ31が
設けられている。An ultrasonic oscillator 23 is connected to the ultrasonic oscillator 22, and a booster 25 is connected to the ultrasonic oscillator 23 as well shown in FIGS. An ultrasonic horn 27 is connected to the booster 25, and another booster 29 is connected to the ultrasonic horn 27. Further, the engaging tip 31 that engages the workpieces W 2 in the lower portion of the ultrasonic horn 27 is provided.
【0017】前記超音波発振器22の構造は図4、図5
に示したような性能を有するリニア・ランプ・バリアブ
ル・ソフト・スタートさせることができるようになって
いる。なお、リニア・ランプ・バリアブル・ソフト・ス
タートの詳細はU.S.P4,277,710に記載さ
れているとおりで、必要であれば上記公報を参照するこ
とにより理解されるものである。The structure of the ultrasonic oscillator 22 is shown in FIGS.
The linear ramp variable soft start having the performance shown in FIG. For details of the linear ramp variable soft start, see U.S.A. S. As described in P4, 277, 710, it can be understood by referring to the above publication if necessary.
【0018】前記各ブースタ25,29には後述するノ
ーダルポイントを中心にある巾に削り出した凸部25
F,29Fが形成されている。この凸部25F,29F
が金属の前記支持部材19R,19Fに直接機械的に強
靭にクランプされている。例えば図2に示されているよ
うに、支持部材19R,19Lに段付穴33R,33L
が形成されていると共に、この段付穴33R,33Lの
大径部の内周面には雌ねじ35が形成されている。しか
も段付穴33R,33Lにはブースタ25,29が入り
込まれ、金属の締付部材37R,37Lの外周面には雄
ねじ39が形成されている。Each of the boosters 25 and 29 has a convex portion 25 cut to a width centered on a nodal point described later.
F, 29F are formed. These projections 25F, 29F
Are mechanically and strongly clamped directly to the metal supporting members 19R and 19F. For example, as shown in FIG. 2, stepped holes 33R, 33L are formed in support members 19R, 19L.
Are formed, and a female screw 35 is formed on the inner peripheral surface of the large-diameter portion of each of the stepped holes 33R and 33L. In addition, the boosters 25 and 29 are inserted into the stepped holes 33R and 33L, and external threads 39 are formed on the outer peripheral surfaces of the metal fastening members 37R and 37L.
【0019】上記構成により、支持部材19R,19L
の雌ねじ35に締付部材37R,37Lの雄ねじ39を
螺合せしめて締付けることにより、各ブースタ25,2
9の凸部25F,29Fが支持部材19R,19Lに強
靭にクランプされることになる。With the above configuration, the support members 19R, 19L
By screwing the male screw 39 of the tightening members 37R and 37L into the female screw 35 of the
The nine protrusions 25F, 29F are firmly clamped to the support members 19R, 19L.
【0020】超音波発振器22の超音波電気信号(パル
ス)が超音波振動子23で機械振動に変換される。この
機械振動が図4、図5に示したようなリニア・ランプ・
バリアブル・ソフト・スタートで駆動せしめ、この機械
振動は、図3に示されているように、ブースタ25を通
じて超音波ホーン27およびもう一方のブースタ29に
伝達される。The ultrasonic electric signal (pulse) of the ultrasonic oscillator 22 is converted into mechanical vibration by the ultrasonic vibrator 23. This mechanical vibration causes linear ramps as shown in FIGS.
Driven by a variable soft start, this mechanical vibration is transmitted to the ultrasonic horn 27 and the other booster 29 through the booster 25 as shown in FIG.
【0021】このブースタ25、超音波ホーン27およ
びブースタ29に伝達される超音波の波長としては、超
音波ホーン27の両端並びに中央で最大振動振幅点を有
すると共に応力が最小点となるように、すなわち、超音
波の周波数の1波長分の長さで予め設定される。また、
ブースタ25,29の凸部25F,29Fでは振動振幅
のゼロ点(ノーダルポイントという)を有すると共に応
力が最大点となるように予め設定される。The wavelength of the ultrasonic wave transmitted to the booster 25, the ultrasonic horn 27, and the booster 29 is such that the ultrasonic horn 27 has a maximum vibration amplitude point at both ends and a center and a minimum stress. That is, the length is set in advance to a length corresponding to one wavelength of the frequency of the ultrasonic wave. Also,
The convex portions 25F, 29F of the boosters 25, 29 are preset so as to have a zero point of vibration amplitude (called a nodal point) and to have a maximum stress.
【0022】このように超音波の波長を予め設定すると
共にブースタ25,29の凸部25F,29Fを支持部
材19R,19Lに機械的に強靭にクランプせしめるよ
うにした。この状態下において、受台5上に被接合部材
W1 ,W2 として例えば金属を載置せしめ、ブースタ2
5、超音波ホーン27並びにブースタ29に超音波振動
を超音波ホーン27の長手方向すなわち、図3において
左右方向へ与えながら、加圧シリンダ7を作動せしめて
ピストンロッド11を下方へ伸ばすと、支持フレーム1
5、支持体17および支持部材19R,19Lを介して
ブースタ25、超音波ホーン27並びにブースタ29が
下方へ移動し、係合用チップ31がまず金属W2 に接触
し、さらに下方へ移動して金属W2 ,W1 に加圧が与え
られる。As described above, the wavelength of the ultrasonic wave is set in advance, and the convex portions 25F, 29F of the boosters 25, 29 are mechanically and strongly clamped to the supporting members 19R, 19L. In this state, for example, a metal is placed on the receiving table 5 as the members to be joined W 1 and W 2 , and the booster 2
5, while applying the ultrasonic vibration to the ultrasonic horn 27 and the booster 29 in the longitudinal direction of the ultrasonic horn 27, that is, in the left-right direction in FIG. 3, the pressurizing cylinder 7 is operated to extend the piston rod 11 downward. Frame 1
5, the support 17 and the support member 19R, booster 25 through 19L, the ultrasonic horn 27 and the booster 29 is moved downward, the engaging tip 31 is first in contact with the metal W 2, metal and further moved downward Pressure is applied to W 2 and W 1 .
【0023】すると、金属W1 と金属W2 の接触面の間
で、金属W1 ,W2 の表面を覆っている酸化膜が破壊さ
れ活性化した金属面が現われる。さらに摩擦による境界
での極部温度上昇が加わっているので、活性原子間の距
離が近づき金属接合が行われる。金属接合が行われた後
は、ピストンロッド11を縮めると共に引っ張りバネ2
1のバネ力でブースタ25、超音波ホーン27並びにブ
ースタ29が上昇して元の位置に戻されることになる。Then, between the contact surfaces of the metal W 1 and the metal W 2 , the oxide film covering the surfaces of the metals W 1 and W 2 is broken and an activated metal surface appears. Furthermore, since the temperature rise at the boundary at the boundary due to friction is added, the distance between the active atoms is reduced and metal bonding is performed. After metal joining is performed, the piston rod 11 is contracted and the tension spring 2
With the spring force of 1, the booster 25, the ultrasonic horn 27 and the booster 29 are raised and returned to their original positions.
【0024】したがって、超音波ホーン27の両端とブ
ースタ25,29との連結部を波長の最大振動振幅点、
最小応力点とすると共に支持部材19R,19Lに支持
されるブースタ25,29のフランジ25F,29Fを
波長の振動振幅のゼロ点(ノーダルポイント)、最大応
力点とすることにより、接合時に被接合部材W1 ,W2
と超音波ホーン27の付着が従来よりも極力押さえられ
るから超音波ホーン27の寿命が伸び、その上超音波の
エネルギーロスを極力低減せしめることができる。その
ため、ワンランク下のパワーの機種が使えるようにな
る。その上複雑な用途や大パワーの接合も実用化できる
ようになる。また接合のバラツキがなくなると共に不良
品の発生もなくなり、装置自体の信頼性が従来よりも向
上すると共に接合の利用範囲を広げることができる。Therefore, the connecting portion between both ends of the ultrasonic horn 27 and the boosters 25 and 29 is set at the maximum vibration amplitude point of the wavelength,
By setting the minimum stress point and setting the flanges 25F and 29F of the boosters 25 and 29 supported by the supporting members 19R and 19L to the zero point (nodal point) of the vibration amplitude of the wavelength and the maximum stress point, joining is performed at the time of joining. Members W 1 , W 2
Therefore, the life of the ultrasonic horn 27 is extended and the energy loss of ultrasonic waves can be reduced as much as possible. As a result, models with lower power levels can be used. In addition, complex applications and large power bonding can be put to practical use. In addition, there is no variation in bonding and no defective products are generated, so that the reliability of the device itself is improved as compared with the related art, and the range of use of bonding can be expanded.
【0025】本実施例における被接合部材W1 とW2 と
の接合は同種金属間だけでなく、異種金属間での接合も
可能である。特に銅やアルミなどの材料を接合するのに
適していると共に、アルミとセラミックスとの接合も可
能である。また、超音波振動子23で電気信号を機械振
動に変換しているが、超音波振動子23として電歪型P
ZTセラミックスを使用すると、変換効率を95%以上
とすることができる。In the present embodiment, the members W 1 and W 2 can be joined not only between the same kind of metal but also between different kinds of metal. In particular, it is suitable for joining materials such as copper and aluminum, and is also capable of joining aluminum and ceramics. Although the ultrasonic transducer 23 converts an electric signal into mechanical vibration, the ultrasonic transducer 23 has an electrostrictive type P.
When ZT ceramics are used, the conversion efficiency can be 95% or more.
【0026】なお、この発明は、前述した実施例に限定
されることなく、適宜な変更を行うことにより、その他
の態様で実施し得るものである。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be embodied in other modes by making appropriate changes.
【0027】[0027]
【発明の効果】以上のごとき実施例より理解されるよう
に、この発明によれば、接合時に被接合部材(W1 ,W
2 )と超音波ホーン(27)の付着が従来よりも極力抑
えられるから超音波ホーン(27)の寿命が伸び、その
上超音波のエネルギーロスを極力低減せしめることがで
きる。そのため、ワンランク下のパワーの機種が使える
ようになる。その上複雑な用途や大パワーの接合も実用
化できるようになる。また、接合のバラツキがなくなる
と共に不良品の発生もなくなり、装置自体の信頼性を従
来よりも向上せしめることができると共に超音波接合の
利用範囲を広げることができる。As will be understood from the embodiments described above, according to the present invention, the members to be joined (W 1 , W
2 ) Adhesion between the ultrasonic horn (27) and the ultrasonic horn (27) can be suppressed as much as possible, so that the life of the ultrasonic horn (27) can be extended, and further, the energy loss of the ultrasonic wave can be reduced as much as possible. As a result, models with lower power levels can be used. In addition, complex applications and large power bonding can be put to practical use. In addition, there is no variation in bonding, and no defective products are generated, so that the reliability of the apparatus itself can be improved as compared with the related art and the range of use of ultrasonic bonding can be expanded.
【図1】この発明を実施する一実施例の超音波接合装置
の正面断面図である。FIG. 1 is a front sectional view of an ultrasonic bonding apparatus according to an embodiment of the present invention.
【図2】図1におけるII矢視部の拡大詳細図である。FIG. 2 is an enlarged detailed view of a portion viewed from an arrow II in FIG. 1;
【図3】この発明の超音波の振動と超音波ホーン、ブー
スタとの関係を示した説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a relationship between ultrasonic vibrations, an ultrasonic horn, and a booster according to the present invention.
【図4】リニア・ランプ・バリアブル・ソフト・スター
トすることのできる超音波発振器における時間と振幅と
の関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between time and amplitude in an ultrasonic oscillator capable of performing a linear ramp variable soft start.
【図5】リニア・ランプ・バリアブル・ソフト・スター
トすることのできる超音波発振器における時間とランニ
ングストレスとの関係を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing a relationship between time and running stress in an ultrasonic oscillator capable of performing a linear ramp variable soft start.
【図6】従来の超音波発振器における時間と振幅との関
係を示した図である。FIG. 6 is a diagram showing a relationship between time and amplitude in a conventional ultrasonic oscillator.
【図7】従来の超音波発振器における時間とランニング
ストレスとの関係を示した図である。FIG. 7 is a diagram showing a relationship between time and running stress in a conventional ultrasonic oscillator.
1 超音波接合装置 5 受台 7 加圧シリンダ(加圧手段) 19R,19L 支持部材 21 引っ張りバネ(弾機) 22 超音波発振器 23 超音波振動子 25,29 ブースタ 25F,29F 凸部 27 超音波ホーン 31 係合用チップ W1 ,W2 被接合部材DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Ultrasonic bonding apparatus 5 Cradle 7 Pressurizing cylinder (pressurizing means) 19R, 19L Support member 21 Tension spring (elastic machine) 22 Ultrasonic oscillator 23 Ultrasonic oscillator 25, 29 Booster 25F, 29F Convex part 27 Ultrasonic Horn 31 Engagement tip W 1 , W 2 Workpiece
Claims (4)
1波長の長さを有し、前記周波数における共振時に、少
なくとも両端及び中央に、長手方向へ3つの最大振動振
幅点を有する超音波ホーン(27)と、この超音波ホー
ン(27)の中央の最大振動振幅点に超音波ホーン(2
7)の外側に突出し被接合部材(W1,W2 )と係合す
る係合用チップ(31)と、前記超音波ホーン(27)
の両端の最大振動振幅点に同軸上に連結され、超音波の
周波数の半波長の長さを有し、その両端に最大振動振幅
点を、中央にノーダルポイントを有するブースタ(2
5,29)と、これらのブースタ(25,29)の一方
(25)に同軸上に連結された超音波振動子(23)
と、前記各ブースタ(25,29)におけるノーダルポ
イントを機械的なクランプ手段でクランプした支持部材
(19R,19L)と、これらの支持部材(19R,1
9L)と前記被接合部材(W1 ,W2 )を載置した受台
(5)とを相対的に移動せしめて被接合部材(W1 ,W
2 )に前記係合用チップ(31)を加圧せしめる加圧手
段と、を備えていることを特徴とする超音波接合装置。An ultrasonic horn having a length of at least one wavelength of a predetermined frequency of ultrasonic waves and having three maximum vibration amplitude points in a longitudinal direction at least at both ends and a center at resonance at the frequency. 27) and the ultrasonic horn (2) at the maximum vibration amplitude point at the center of the ultrasonic horn (27).
And the bonded member projecting outwardly of 7) (W 1, W 2) and engages the engaging tip (31), said ultrasonic horn (27)
A booster (2) which is coaxially connected to the maximum vibration amplitude points at both ends of the booster and has a half-wave length of the frequency of the ultrasonic wave, and has a maximum vibration amplitude point at both ends and a nodal point at the center.
5, 29) and an ultrasonic transducer (23) coaxially connected to one (25) of these boosters (25, 29).
And support members (19R, 19L) in which the nodal points in the boosters (25, 29) are clamped by mechanical clamping means, and these support members (19R, 1R).
9 L) and the bonded members (W 1, W 2) was placed cradle (5) and the relative movement allowed by the workpieces (W 1, W
2 ) An ultrasonic bonding apparatus, further comprising a pressurizing means for pressurizing the engaging tip (31).
スタートされることのできる超音波発振器(22)が、
前記超音波振動子(23)に接続されていることを特徴
とする請求項1記載の超音波接合装置。2. A linear ramp variable software system.
An ultrasonic oscillator (22) that can be started
The ultrasonic bonding device according to claim 1, wherein the ultrasonic bonding device (23) is connected to the ultrasonic vibrator (23).
タ(25,29)におけるノーダルポイントを中心にあ
る巾で一体的に形成された各凸部(25F,29F)
を、直接前記支持部材(19R,19L)に締付部材
(37R,37L)で締付けて強靭にクランプすべく構
成されていることを特徴とする請求項1記載の超音波接
合装置。3. The mechanical clamping means includes a projection (25F, 29F) integrally formed with a width around a nodal point in each booster (25, 29).
2. The ultrasonic bonding apparatus according to claim 1, wherein the ultrasonic bonding apparatus is configured to be directly clamped to the supporting member (19R, 19L) by a fastening member (37R, 37L).
が前記支持部材(19R,19L)を移動して被接合部
材(W1 ,W2 )に係合用チップ(31)を加圧せしめ
る加圧シリンダ(7)で構成されていることを特徴とす
る請求項1記載の超音波接合装置。4. A fixing the cradle (5), the pressurizing means said supporting member (19R, 19L) engaging tip (31) to the workpieces by moving (W 1, W 2) 2. An ultrasonic bonding apparatus according to claim 1, wherein said ultrasonic bonding apparatus comprises a pressurizing cylinder for pressurizing.
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